Преобразователь аналоговых сигналов во временной интервал

ОЛ ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11949812аа делам эебретеннй и етермтнй(72) Автор изобретения В, И. Матвиив тел ОВАТЕЛЬ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВВРЕМЕННОЛ ИНТЕРВАЛ(54) ПРЕОБ ения - расшожностей. 1Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике.Известны преобразователи аналоговых сигналов во временной интервал, содержащие интегратор схему сравнения, блокуправления, триггер, входной переключатель и ключ 11).Основным недостатком известных устройств является ограниченная функциональная возможность (преобразование только напряжения постоянного тока).Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь напряжения во временной интервал, содержащий входной переключатель, первый вход которого соединен со входной клеммой, элемент сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера и через ключ - с первым входом интегратора, блок управления 12.Недостатками данного устройства являются низкое быстродействие, которое определяется постоянной времени интегратора, и наличие зоны нечувствительности вблизи нулевого уровня входных сигналов,Цель изобрет ирение функциональных возм Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь аналоговых сигналов во временной интервал, содержащий входной переключатель, первый вход которого соединен со входной клеммой, элемент сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера и через ключ с первым входом интегратора, блок управления, введены делители напряжения, линия задержки, усилитель-инвертор и формирователь запуска, через который входная клемма соединена со входом блока управления, выход которого соединен с управляющим входом ключа, через линию задержки с вторым входом триггера и с управляющим входом переключателя, второй вход которого через первый делитель напряжения и усилитель-инвертор подключен к выходу элемента сравнения и второму входу интегратора, выход которого через второй делитель напряжения соединен со вторым входом элемента сравнения.На фиг 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы преобразователя.Преобразователь аналоговых сигналов во временной интервал содержит входной переключатель 1, формирователь 2 запуска, 949812Формула изобретения 35 40 45 50 55 3делители 3 и 4 напряжения, элемент 5 сравнения, триггер 6, усилитель-инвертор , линию 8 задержки, блок 9 управления, ключ 10, интегратор 11, содержащий резистор 12, конденсатор 13 и усилитель 14.В исходном состоянии входной переключатель 1 находится в положении а, а ключ 10 замкнут и напряжение входного сигнала поступает на один из входов элемента 5 сравнения, входное напряжение которой через ключ 1 О заряжает конденсатор 13 интегратора до величины равной1.1 инт,= 1 вхК,где К - коэффициент деления делителя 4.Следовательно, на втором входе элемента сравнения отслеживается входное напряжение. Время отслеживания входного напряжения определяется выходным сопротивлением элемента сравнения, сопротивлением ключа 10 и величиной конденсатора 13. Отслеживание входного напряжения на втором входе элемента сравнения происходит при любой полярности входного напряжения.При измерении постоянного напряжения по сигналу с блока управления входной переключатель 1 устанавливается в положение б, а ключ 10 размыкается. Выходное напряжение элемента 5 сравнения резко возрастает до стабилизированного уровня, полярность которого зависит от полярности входного напряжения.Выходное напряжение элемента 5 сравнения поступает на вход интегратора и на вход усилителя-инвертора 7, который на входе элемента 5 сравнения обеспечивает смещение противоположной полярности входного напряжения. Величина данного смещения выбирается равной зоне нечувствительности вблизи нулевого уровня входного напряжения,Величина данного смещения компенсируется линией 8 задержки, которая устанавливает триггер 6 в единичное состояние. При этом. на выходе триггера формируется начало импульса, пропорционального преобразуемому сигналу,Стабилизированное напряжение элемента 5 сравнения через резистор 12 разряжает конденсатор 13 интегратора 11 до уровня напряжения смещения, и в момент равенства выходного напряжения делителей 3 и 4 срабатывает, элемент 5 сравнения и триггер 6 устанавливается в исходное состояние. Длительность выходного импульса триггера пропорциональна преобразуемому напряжению и определяется выражениемЯС= - 1 вхц)п где КС - постоянная времени интегратора; 11 ОП - величина стабилизированногоуровня схемы сравнения.После срабатывания элемента сравнения входной переключатель 1 и ключ 10 уста 5 1 О 15 20 25 Зо 4навливаются в исходное состояние. При измерении амплитуды импульсных сигналов формирователь 2 в момент окончания входного импульсного сигнала выдает импульс на блок управления, и работа преобразователя происходит аналогично, как при преобразовании постоянного напряжения. Минимальная длительность входных импульсов ограничивается, в основном, переходными процессами в интеграторе, т,е. постоянной времени интегратора в момент отслеживания входного сигнала.При измерении амплитуды синусоидальных переменных напряжений формирователь 2 выдает запускающий импульс через время, равное в 2 после перехода входного напряжения через нуль.Данное устройство можно также использовать для преобразований синфазной и квадратурн ой составляющих напряжений различных электрических цепей, для этого необходимо измеряемый сигнал подавать на вход входного переключателя, а опорный сигнал - на вход формирователя.При формировании запускающего импульса в момент перехода опорного напряжения через нуль преобразователь преобразует во временной интервал квадратную составляющую и при формировании запускающих импульсов в момент Ч = --2 синфазную составляющую. Преобразователь аналоговых сигналов вовременной интервал, содержащий входнойпереключатель, первый вход которого соединен со входной клеммой, элемент сравнения, выход которого соединен с первым входом .триггера и через ключ с первым входоминтегратора, блок управления, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, в него введеныделители напряжения, линия задержки, усилитель-инвертор и формирователь запуска,через который входная клемма соединена совходом блока управления, выход которогосоединен с управляющим входом ключа, через линию задержки со вторым входом триггера и с управляющим входом переключателя, второй вход которого через первый делитель напряжения и усилитель-инверторподключен к выходу элемента сравнения ивторому входу интегратора, выход которогочерез второй делитель напряжения соединенсо вторым входом элемента сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР411630, кл. Н 03 К 13/20; 1973.2. Авторское свидетельство СССР720717, кл. Н 03 К 13(20, 1979 (прототип).. Махиас Сииицк едактор Л. Горбуновааказ 5495/47 омитетаоткры кая иа д, ул. д. 4/5роектиая Составитель Техред А. Бой Тираж 959 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и13035, Москва, Ж - 35, Рауш лиал ППП Патент, г. Ужгоронов Корректо Подписно СССРтнй